金属有机框架材料的缺陷结构和主客体作用研究

发布时间：2023-04-16 22:35

　　金属有机框架材料(MOF)是多孔结晶材料,在分子吸附,分离和催化方面具有广阔的应用前景。最近发现,无意或通过设计引入的结构缺陷的存在可能对其性质产生重大影响。然而,不同条件下缺陷的确切化学组成和结构演变仍然存在争议。同时,缺陷的存在也影响到MOF与负载分子的主客体相互作用。在第一项研究中,我们进行了多维固态核磁共振(SSNMR)实验和分析,以阐明MOF缺陷的结构,特别是作为缺陷调节剂的乙酸分子的状态。我们发现乙酸根与缺陷中的单个金属位点配位,并与相邻位点的水配对。乙酸根具有高度活动性,能够快速振动并通过动态氢键与水进行缓慢动力学交换。利用SUPER和CODEX固体核磁序列,我们对不同温度条件和不同水合程度条件下的乙酸根动态过程进行定量分析,得到了运动活化能和交换反应平衡常数。本课题中,我们将固体核磁共振结果与计算机模拟紧密结合,精确探测了 MOF缺陷中无序结构和相互作用。具有低细胞毒性,高生物相容性的UiO-66 MOF材料可以作为药物可控释放/基因递送的载体。在第二项研究中,我们发现缺陷的存在赋予UiO-66负载大量生物活性分子的能力。结合固体核磁共振技术与动力学模拟,我们发现分子上...

【文章页数】：123 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 UiO-66缺陷被发现的简要历史
    1.3 缺陷对UiO-66物理化学性质的影响及应用
        1.3.1 气体吸附性能
        1.3.2 热性能
        1.3.3 机械性能
        1.3.4 路易斯酸性
        1.3.5 Br(?)nsted酸性
    1.4 本文用到的复杂固体核磁脉冲序列的介绍
        1.4.1 各向异性线型重耦序列(SUPER)
        1.4.2 仅中心边带的交换检测(CODEX)
    1.5 本论文的立意
第二章 金属有机框架材料缺陷结构及动力学研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验方法
        2.2.2 固体核磁共振
        2.2.3 分子模拟方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 乙酸根和水的配对
        2.3.2 乙酸根的快速振动
        2.3.3 乙酸根-水交换动力学
        2.3.4 乙酸根跳跃动力学
    2.4 本章小结
第三章 金属有机框架材料缺陷辅助负载生物活性分子研究
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 实验方法
        3.2.2 表征方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 缺陷实现UiO-66负载磷酸分子
        3.3.2 缺陷类型对负载生物小分子的影响
        3.3.3 磷酸分子与缺陷结合机理研究
        3.3.4 磷酸基团类型对分子的慢速运动的影响
        3.3.5 磷酸取代缺陷位点补偿剂分子实现负载
    3.4 本章小结
第四章 金属有机框架材料在癌症治疗中的应用
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 实验试剂和实验动物
        4.2.2 样品的准备和表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 骨靶向MOF粒子的设计与表征
        4.3.2 MOF提高细胞中的DNA递送效率
        4.3.3 免疫刺激作用引起的巨噬细胞极化
        4.3.4 MOF纳米颗粒负载CpG抑制破骨细胞分化
        4.3.5 唑来膦酸赋予MOF纳米粒子骨靶向能力
        4.3.6 BT-isMOF在乳腺癌骨转移中的体内应用
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
作者简历及在攻读学位期间所取得的科研成果



本文编号：3792016